Una invenzione fantastica: la carta da parati solare che produce energia grazie ai cianobatteri.

 

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Una invenzione fantastica: la carta da parati solare che produce energia grazie ai cianobatteri.

Sfruttando il processo di fotosintesi dei cianobatteri, gli scienziati hanno sviluppato una carta da parati solare che potrebbe alimentare l’illuminazione domestica.

La sfida dell’efficienza energetica potrà essere vinta se riusciremo a produrre energia solare sfruttando qualsiasi superficie su cui applicare celle fotovoltaiche. Se gran parte della ricerca scientifica si è finora concentrata sulle possibilità offerte dalle facciate degli edifici, c’è chi invece si sta concentrando sul potenziale del solare applicabile ad oggetti o a elementi interni alle abitazioni. E’ il caso dell’Imperial College di Londra, che ha sviluppato la prima carta da parati solare.

La carta da parati solare fatta di cianobatteri

Per realizzarla gli scienziati hanno utilizzato dei cianobatterimicrorganismi fotosintetici che sono presenti sulla terra da miliardi di anni e che vivono e producono energia grazie al processo della fotosintesi. Il team ha trasformato i cianobatteri in inchiostro, stampandolo su carta accanto a dei nanotubi di carbonio che fungono da conduttori, dimostrando non solo che i microrganismi sono in grado di resistere al processo di stampa ma anche di effettuare la fotosintesi producendo quantitativi di energia utilizzabili. Basta una piccola porzione di carta da parati solare per alimentare, ad esempio, una lampadina a led.

Pannello bio-solare che potrebbe fungere da sensore ambientale

Il risultato è un pannello bio-solare che potrebbe essere utilizzando in diversi modi.

“Crediamo che la nostra tecnologia- ha spiegato Marin Sawa del Dipartimento di Ingegneria Chimica dell’Imperial College- possa avere una vasta gamma di applicazioni, come ad esempio quella di funzionare come sensore ambientale. Immaginate un sensore usa e getta camuffato da carta da parati, che potrebbe essere utilizzato per monitorare la qualità dell’aria interna. Una volta arrivato a fine vita, il dispositivo potrebbe essere rimosso e smaltito senza danni all’ambiente, essendo biodegradabile.

Le tante (e inesplorate) possibilità del fotovoltaico microbico

Questa carta da parati solare rappresenta un ulteriore passo avanti nel settore in forte crescita della microbial biophotovoltaics (BPV), ovvero il fotovoltaico microbico, che sfrutta il processo fotosintetico di microrganismi, cianobatteri e alghe per produrre energia. Uno dei vantaggi del meccanismo è che è possibile produrre piccoli quantitativi di energia elettrica non soltanto quando il sole splende ma anche in condizioni di scarsa illuminazione.

Alimentatori monouso e biodegradabili

“I BPV cartacei non sono destinati a sostituire la tecnologia tradizionale delle celle solari per la produzione di energia su larga scala- ha aggiunto Andrea Fantuzzi, co-autore dello studio- ma potrebbero essere utilizzati per costruire degli alimentatori monouso e biodegradabili. La loro bassa potenza li rende maggiormente adatti a dispositivi e applicazioni che richiedono quantità di energia limitata, come sensori ambientali e biosensori “.

Siamo solo all’inizio…

La ricerca è soltanto all’inizio e probabilmente ci vorrà del tempo prima di vedere una carta da parati solare nelle nostre abitazioni. Ma i buoni risultati raggiunti finora fanno ben sperare i ricercatori che si possano fare degli importanti passi in avanti. Innanzitutto, si sta lavorando sulle dimensioni dei fogli, che al momento sono piccolissimi e l’obiettivo a breve termine è quello di riuscire a ridimensionare la batteria su foglio di dimensioni A4, per poi pensare a una scalabilità a livello industriale. Servono infine ulteriori miglioramenti in termini di potenza energetica dei dispositivi e di durata, perché attualmente i pannelli bio-solare durano poco e bisognerebbe cercare di aumentarne la vita, se non altro per giustificare un prezzo ancora eccessivamente alto della tecnologia.

La lezione della Cina, un’isola con più di 120.000 pannelli solari galleggianti: così riescono a dare elettricità ad una intera cittadina!

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La lezione della Cina, un’isola con più di 120.000 pannelli solari galleggianti: così riescono a dare elettricità ad una intera cittadina!

 

È ATTIVO IL PIÙ GRANDE IMPIANTO SOLARE GALLEGGIANTE DEL MONDO, IN CINA
IN CINA PIÙ 120.000 PANNELLI GALLEGGIANTI RIESCONO A DARE ELETTRICITÀ AD OLTRE 15.000 ABITAZIONI

Ne avevamo già parlato qualche tempo fa, quando questo enorme parco solare galleggiante era ancora in fase di costruzione e di perfezionamento. Ora, invece, il progetto di rigenerazione di una miniera di carbone ad Anhui, in Cina, è finalmente giunto a termine, e i suoi pannelli fotovoltaici sono attivi. La creatura messa in piedi – anzi, messa a galla – dalla Sungrow Power non ha nessun precedente in termina di potenza: mai un impianto fotovoltaico galleggiante era stato così esteso, e mai la rigenerazione di una miniera di carbone aveva portato ad un esito simile.

Energia solare a partire dalla rigenerazione di una miniera di carbone

Ma andiamo con ordine: la considerevole area della regione mineraria cinese di Huanin è stata con il tempo allagata dalla pioggia, andando così a formare un bacino d’acqua con una profondità variabile tra i 4 e i 10 metri. L’acqua che riposa in questo anomalo ‘lago’ è molto mineralizzata, e quindi inservibile. Quella che era un’area energeticamente produttiva – per quanto inquinante, ovviamente – era dunque diventata del tutto inutile. Come poteva fare questa ragione a recuperare il terreno e quindi l’energia perduta? A sbalordire tutti con il proprio progetto di rigenerazione di una miniera di carbone è stata come anticipato la Sungrow Power, leader mondiale nel campo della produzione di pannelli fotovoltaici, la quale conta più di 30 gigawatt di potenza installata a livello mondiale.

25 anni di energia pulita e sorvegliata dai droni

La semplice rigenerazione di una miniera di carbone ha così portato alla creazione di un enorme impianto fotovoltaico composto da oltre 120.000 pannelli, i quali coprono così circa 86 ettari di superficie sull’acqua che sovrasta l’ex area mineraria. Come ha spiegato Xiao Fuqin, general manager della Sungrow Power, «in superficie potrebbe sembrare che i galleggianti siano semplicemente appoggiati sull’acqua, quando in realtà ci sono oltre mille piloni installati per tenere in ordine i galleggianti di questo impianto». La società assicura che l’impianto avrà una vita minima di 25 anni, essendo stato disegnato e realizzato per resistere a fattori come il calore e l’umidità, i quali sono ovviamente raddoppiati in virtù dell’anomalo luogo di installazione dei pannelli fotovoltaici. Di certo l’impianto fotovoltaico galleggiante ricavato dalla rigenerazione di una miniera di carbone non verrà lasciato a sé stesso, anzi, verrà sorvegliato e monitorato continuamente, anche grazie all’ausilio di appositi droni, i quali sorvoleranno la zona per supervisionare l’impianto.

La Cina, tra investimenti nelle rinnovabili e abitudini dure a morire

Questo originale progetto di rigenerazione di una miniera di carbone vuol dunque dire che i combustibili fossili cinesi stanno per essere ‘sommersi’ dalle rinnovabili? In un certo senso sì, ma è sicuramente troppo presto per farsi prendere dall’entusiasmo. È ovviamente vero che l’impianto fotovoltaico galleggiante è stato costruito sopra una miniera, ma è anche vero che quest’ultima era già stata abbandonata prima di venire allagata. Certo, gli investimenti cinesi nelle energie rinnovabili sono davvero imponenti, e sembrano essere cresciuti ancora di più da quanto Trump ha deciso di ritirare gli Stati Uniti dagli Accordi di Parigi – si dice che l’impegno della Cina sia addirittura raddoppiato, soprattutto attraverso progetti con altri Paesi. Nessun altro Stato al mondo può vantare la sua stessa capacità di energia elettrica di origina solare, e pur forte di questa supremazia la Cina ha deciso di investire altre 361 miliardi di dollari nelle rinnovabili entro il 2020. Ma di certo è ancora troppo, troppo presto per parlare della Cina come di un’economia ecosostenibile, e le ragioni sono tantissime: basti, in questa sede, ricordare che nella sola Repubblica Popolare Cinese viene consumato quasi la metà del carbone che viene utilizzato ogni anno a livello mondiale. Insomma, con questo ambizioso e sbalorditivo progetto di rigenerazione di una miniera di carbone la Cina si è confermata in testa allo sviluppo delle rinnovabili e del fotovoltaico, ma è indubbio che resti ancora molta strada da fare.

I vantaggi del nuovo impianto solare galleggiante

Del resto i numeri del nuovo gigante solare si commentano da sé: l’impianto fotovoltaico galleggiante più grande del mondo arriva infatti a generare 40 megawatt, ovvero l’energia elettrica necessaria per alimentare 15.000 abitazioni. Quello che fino a qualche giorno fa era il più grande impianto solare galleggiante al mondo, invece, si fermava a 6,3 megawatt, ovvero più di sei volte di meno. Nel mondo non si possono certo contare molti impianti di questo tipo, ma va sottolineato che i vantaggi dell’installare dei pannelli fotovoltaici a filo d’acqua sono molteplici: per la loro installazione non viene infatti sprecato prezioso terreno agricolo, l’acqua contribuisce ad un benefico raffreddamento dei pannelli, i quali, per un effetto collaterale ma senz’altro virtuoso, incrementano l’ammontare di acqua potabile per l’irrigazione limitando l’evaporazione. Se poi, oltre che parlare di un impianto fotovoltaico galleggiante, si parla anche della rigenerazione di una miniera di carbone, i vantaggi ovviamente raddoppiano.

 

fonte:

-http://www.green.it/piu-grande-impianto-solare-galleggiante-cina/

Dalla Svezia le finestre solari che si riscaldano con il freddo

 

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Dalla Svezia le finestre solari che si riscaldano con il freddo

Grazie all’aiuto della nanotecnologica, un team di scienziati sviluppa una nuova tecnica per trasformare le ordinarie finestre in “radiatori solari”

Nanoantenne nel cuore delle finestre solari passive

(Rinnovabili.it) – Da semplici vetri di infissi a radiatori trasparenti alimentati dal sole. Questo il passaggio evolutivo ricreato all’Università di Göteborg, in Svezia. Qui, un gruppo di ricercatori, in collaborazione con colleghi provenienti da Cina, Iran e Stati Uniti, ha creato delle nuove finestre solari passive capaci di contribuire in maniera sostanziale al risparmio energetico domestico. “Abbiamo sviluppato un modo sorprendentemente semplice, economico ed efficace per trasformare le normali finestre in vetro in schermi termici a energia solare, in grado di modificare in maniera significativa l’equilibrio termico gli ambienti domestici e di lavoro”, spiega Alexandre Dmitriev, ricercatore dell’ateneo svedese e co-autore del paper pubblicato su di Nano Letters. Un contributo essenziale “soprattutto se si pensa alla crescente quantità di superfici vetrate utilizzate nell’architettura moderna”.

L’idea alla base delle finestre solari passive è la stessa adottata da alcune celle fotovoltaiche: sfruttare le proprietà plasmoniche delle nanoparticelle metalliche (un’eccitazione collettiva associata  alle oscillazioni degli elettroni) in modo da catturare radiazioni a lunghezza d’onda predefinita e aumentarne il tempo di “intrappolamento” nello strato attivo.

In questo caso, le minuscole antenne sono costituite da sandwich di ossido di alluminio nichelato e modellate direttamente sul vetro. Con l’aiuto delle oscillazioni degli elettroni che si creano sulla superficie di questi materiali (dette per l’appunto “plasmoni superficiali”), le nanoantenne migliorano l’assorbimento dei raggi solari, riscaldando l’intera superficie.

Nel nuovo studio i ricercatori hanno dimostrato la direzionalità nell’assorbimento luminoso: quando il sole colpisce il vetro delle finestre solari passive, la luce viene assorbita in modo più efficiente dal lato esterno (quello rivestito dalle nanoantenne) rispetto alla parte posteriore (substrato). Il risultato? La finestra acquista circa 10 gradi centigradi in più, interrompendo la dissipazione di calore degli ambienti interni. E dal momento che le nanoantenne sono altamente modulari, possono essere trasferite o “verniciate” su qualsiasi superficie.

“Tutti questi vantaggi possono portare a applicazioni in cui avere simultaneamente trasparenza, direzionalità e proprietà termiche, con possibilità di aggiungere elementi come il raffreddamento passivo radiativo e l’isolamento termico”, ha aggiunto Dmitriev. “Queste antenne potrebbero anche essere accoppiate a sistemi molecolari in grado di memorizzare la luce del sole sotto forma di calore e cederla su richiesta”.

In futuro, il team prevede di raggiungere incrementi di temperatura ancora più grandi, consentendo alle superfici di assorbire le radiazioni ultraviolette e quelle vicine all’infrarosso.

 

fonte: http://www.rinnovabili.it/energia/efficienza-energetica/finestre-solari-passive/